近日，浙江大学宁波研究院沈炼博士在物理学科顶级期刊Applied Physics Reviews (IF=12.75)上发表了题为“Broadband enhancement of on-chip single-photon extraction via tilted hyperbolic metamaterials”的研究论文。该论文主要关于提高芯片级单光子源效率，被编辑选为期刊特色文章，同时还被多个国际著名科学新闻网站以“Broadband enhancement relies on a precise tilt”为题广泛报道。
利用单个光子高效传输信息，是科学家们一直以来的追求。科学家试图对每个光子进行编码，来实现复杂光学信息的传输。然而，目前芯片级单光子源的光子利用率仍不够理想，提高芯片级单光子源效率一直是科学家们思考的问题。沈炼博士在研究过程中创新性地采用金属介质层状堆积设计了一种具有双曲型色散的纳米光学结构，突破了该领域的关键技术瓶颈。理论分析表明，当对该纳米结构的光轴倾斜方向进行调控时，单光子源辐射的能量在光纤和纳米光学结构边界处的反射就能得到抑制，从而大大提高了单光子源与纳米光纤之间的耦合，并增强芯片级单光子源的光子利用率。
沈炼博士的研究成果为高性能芯片级单光子源研究提供了全新的理论指导和技术途径，为芯片级量子网络的实现迈出了重要一步，也为量子通信及量子信息领域的进一步发展奠定了基础。
论文链接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5141275#